Устройство для розлива жидких продуктов в разливочных машинах
Изобретение относится к области розлива жидких продуктов в контейнеры и может быть использовано в автоматических линиях. Жидкие продукты разливаются устройством с помощью сопла, вблизи выпускного отверстия которого установлено отклоняющее средство для отвода и сброса капель конденсата и/или частиц жидкого продукта, скапливающихся на сопле, за пределами реальной зоны заполнения. Отклоняющее средство может иметь воронкообразный профиль или может быть выполнено в виде тела вращения. Устройство имеет простую конструкцию и обеспечивает асептический розлив за счет того, что образующиеся капли конденсата не попадают в контейнер. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для розлива жидких продуктов в разливочных машинах.
Разливочные машины, к которым относится настоящее изобретение, могут составлять часть автоматической линии по розливу жидких продуктов в контейнеры, например, бутылки и флаконы.
В частности, настоящее изобретение относится к устройству для розлива жидких продуктов, относящемуся к типу, содержащему питающий канал, выпускное отверстие для выхода жидкого продукта, расположенное на конце питающего канала и выполненное с возможностью позиционирования над горлышком заполняемого контейнера, расположенного в зоне розлива и заполнения, и клапанный элемент, выполненный с возможностью перемещения относительно канала для открытия и закрытия выходного отверстия и управления потоком жидкого продукта.
Разливочные устройства известного типа, описанного выше, обычно перемещаются по круговой траектории с помощью карусели, вращающейся вокруг вертикальной оси, таким образом, что могут циклически взаимодействовать с последовательно поступающими контейнерами, и заполнять их по мере того, как они один за другим попадают под единственное разливочное устройство.
В автоматических разливочных линиях для жидких продуктов, в частности в машинах бутылочного розлива, имеется проблема, связанная с отсутствием асептического барьера, поскольку из-за заметной разницы температур между жидким продуктом и окружающей средой на внешней поверхности дозатора может образоваться слой конденсата, который затем может попасть в контейнер.
В попытке устранить этот конкретный недостаток было предложено несколько технических решений. Например, в патентах США №№ 5267591, 6105634 и патенте Японии №10101025 описаны три разных разливочных устройства, в которых вокруг сектора сопла устанавливается манжета, и в зазор между манжетой и соплом направляется поток воздуха, чтобы предотвратить образование конденсата на периферийной внешней поверхности сопла.
В патенте США № 5775387 раскрывается дозатор для заполнения контейнеров жидкостью, сопло которого содержит подвижный внутренний тарельчатый клапан, имеющий расширяющийся конец, предназначенный для облегчения выхода воздуха из контейнера по мере его заполнения жидкостью и для предотвращения смешивания жидкого продукта с воздухом, и содержит изолирующий зазор, чтобы предотвратить конденсацию на внешней поверхности сопла.
В патенте Японии № 577891 раскрывается устройство для розлива жидкости в бутылки, оснащенное тарельчатым клапаном и системой для предотвращения капания жидкостей, когда устройство закрыто. Для этого в тарельчатом клапане выполнен центральный канал, по которому при закрытии сопла любые капли жидкости всасываются обратно. В этом случае всасывается и конденсат и остатки жидкого продукта.
Патент США № 4496444 относится к устройству для заполнения контейнеров, содержащему множество заполняющих клапанов, где сопло каждого клапана оснащено модульным внешним механизмом, который периодически очищает сопло циркулирующим жидким моющим средством, чтобы гарантировать асептические условия, необходимые для операции розлива.
Все известные устройства обладают одним общим фундаментальным недостатком, который заключается в том, что решения, направленные на предотвращение конденсации и возможное попадание капель конденсата в контейнер на этапе его заполнения, характеризуются наличием устройств, излишне усложняющих конструкцию разливочного устройства, как за счет нагрева заполняющего сопла, так и за счет всасывания капель жидкости, скапливающихся на сопле, или за счет периодической очистки сопла.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание устройства для розлива жидких продуктов, свободного от указанных недостатков и имеющего простую и экономичную конструкцию.
Этот технический результат достигается тем, что устройство для розлива жидких продуктов в разливочной машине содержит сопло, установленное на, по существу, вертикальной оси и снабженное нижним выпускным отверстием и тарельчатым клапаном, выполненным с возможностью перемещения внутри сопла для открытия и закрытия выпускного отверстия для направления жидкого продукта в контейнер, имеющий горлышко, размещенное в зоне заполнения под выпускным отверстием, и отклоняющее средство, установленное вблизи выпускного отверстия и предназначенное для отвода конденсата и/или частиц жидкого продукта и их слива за пределами зоны заполнения.
Отклоняющее средство может быть жестко связано с соплом.
Отклоняющее средство может содержать, по меньшей мере, одну трубчатую стенку, расположенную, по существу, соосно с соплом и образующую воронкообразный профиль от кромки выпускного отверстия до обода, расположенного за пределами зоны заполнения.
Обод трубчатой стенки может функционировать как сточный желоб для конденсата и/или частиц жидкого продукта.
Отклоняющее средство может быть выполнено в виде направляющей насадки.
Отклоняющее средство может быть выполнено в виде тела вращения, установленного соосно с соплом и имеющего верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, наклоненные вниз и сходящиеся к ободу. Угол наклона нижней поверхности может определяться типом разливаемого жидкого продукта.
Трубчатая стенка может быть установлена с возможностью снятия на сопле.
Тело вращения может образовать съемную нижнюю часть сопла, выбираемую в зависимости от типа разливаемой жидкости.
Далее следует более подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
фиг.1 изображает первый вариант устройства для розлива жидких продуктов по настоящему изобретению на виде сбоку с сечением некоторых деталей, при этом некоторые детали опущены;
фиг.2 - второй вариант устройства по настоящему изобретению на виде сбоку с сечением некоторых деталей, при этом некоторые детали опущены;
фиг.3 - вид снизу по стрелке F на фиг.2;
фиг.4 - третий вариант устройства по настоящему изобретению на виде сбоку с сечением некоторых деталей, при этом некоторые детали опущены;
фиг.5 - еще один вариант детали устройства по настоящему изобретению.
На фиг.1, 2 и 4 показано устройство 1 для розлива жидких продуктов, которое обычно монтируется по окружности обычной разливочной карусели 2, вращающейся, по существу, непрерывно вокруг вертикальной оси (не показана) для перемещения устройства 1 по заранее определенной круговой траектории (не показанной). Эта траектория обычно проходит через загрузочную станцию (не показана), на которой каждое из устройств 1, смонтированных на карусели, соединяется с соответствующим контейнером 3, подлежащим заполнению, а после этого проходит через разгрузочную станцию (не показанную), на которой заполненный контейнер отводится от соответствующего устройства 1.
Устройство 1 проходит вертикально вниз от нижней стенки 4 карусели 2 и содержит, по существу, цилиндрическое трубчатое сопло 5. Сопло 5 имеет центральную ось А, проходящую параллельно вышеупомянутой оси вращения карусели 2, и содержит питающий канал 6, проходящий соосно с центральной осью А, по которому подается жидкий продукт.
В нижнем конце 6а питающего канала расположено отверстие, образующее выпускное отверстие 7, через которое жидкий продукт разливается в контейнеры 3 в положении заполнения, обозначенном позицией В на фиг.1 и расположенном между загрузочной станцией и разгрузочной станцией (не показаны). Контейнеры 3 устанавливаются вертикально и, по существу, соосно с осями А так, что их соответствующие горлышки За обращены к выпускному отверстию 7 соответствующего устройства 1 для розлива жидких продуктов.
Пространство, занимаемое выпускным отверстием 7 устройства 1, представляет собой зону 8 заполнения.
Устройство 1 также содержит клапанный элемент 9, установленный с возможностью перемещения в питающем канале 6 и, тем самым, способным совершать возвратно-поступательные перемещения относительно канала 6, под воздействием приводящего механизма (известного, не показанного). Клапанный элемент 9 содержит стержень 10 с конической головкой 11 внизу, и направляющее средство, состоящее из множества пластин 12, проходящих радиально от стержня 10 и контактирующих с внутренней поверхностью 13 канала 6 так, чтобы направлять осевое перемещение стержня 10.
Головка 11 образует тарельчатый клапан 14, который при движении стержня 10 попеременно постепенно прижимается к отверстию 7 и отходит от него так, чтобы регулировать поток жидкого продукта в контейнер 3 и закрывать выпускное отверстие 7 когда контейнер будет заполнен.
Как показано на фиг.1, сопло 5 содержит по существу цилиндрическую верхнюю часть 15, отходящую от стенки 4 карусели, и нижнюю часть 16, которая содержит трубчатую стенку 17, расположенную, по существу, соосно с соплом 5 и представляет диаметр, постепенно увеличивающийся к внешнему ободу 18, тем самым образуя воронкообразный профиль.
Диаметр трубчатой стенки 17 на ободе 18 больше, чем диаметр горлышка За контейнера и, предпочтительно, больше, чем общий поперечный размер контейнера. Кроме того, обод 18 расположен ниже выпускного отверстия 7 относительно вертикальной оси А.
Трубчатая стенка 17 и соответствующий обод 18 совместно образуют отклоняющее средство 19 устройства 1.
Верхняя часть 15 трубчатого сопла 5 и отклоняющее средство 19 соединены друг с другом обычным способом, резьбовыми муфтами, болтами, хомутами или через байонет так, что средство 19 представляет собой съемную деталь, которую можно снять для проверки и очистки внутренних частей, представленных питающим каналом 6 и клапанным элементом 9.
Как показано на фиг.1, устройство 1 содержит уплотнение 20, установленное между верхней и нижней частями 15 и 16 сопла 5.
Трубчатая стенка 17 может иметь различные воронкообразные профили, позволяя использовать профиль, наиболее подходящий для соответствующего жидкого продукта и соответствующего контейнера 3.
В частности, как показано продольным сечением на фиг.2, и при взгляде снизу по стрелке F на фиг.2, профиль, представленный трубчатой стенкой 17 может принимать зонтообразную конфигурацию симметричной или асимметричной геометрии, образуя один или несколько предпочтительных путей, по которым капли скатываются к ободу 18.
Обод 18 действует как сточный желобок отклоняющего средства 19.
Трубчатая стенка 17 имеет внешнюю поверхность 22 сверху и внутреннюю поверхность 23 снизу, которые проходят под углом вниз и сходятся у обода 18.
При работе капли жидкости и капли конденсата, которые собираются на обращенной вниз внутренней поверхности 23 под воздействием силы тяжести скатываются к ободу 18, образующему сточный желоб.
Таким образом появляется возможность устранить смачивание и загрязнение контейнера 3 и собирать конденсат, который может образовываться на различных деталях устройства 1 для розлива жидких продуктов с помощью соответствующей дренирующей и отводящей системы обычной конструкции, не показанной на чертежах.
Как понятно из фиг.2 и 3, капли конденсата и/или разливаемого жидкого продукта будут скатываться по предпочтительным путям 21.
В других вариантах выполнения устройства 1, показанных на фиг.4 и 5, отклоняющее средство 19 выполнено как дополнительная часть в форме съемной направляющей насадки 24 на сопле 5. Это позволяет быстро заменять средство 19 в любое нужное время, поскольку выпускное отверстие 7 постоянно связано с верхней частью 15 сопла 5.
В варианте на фиг.4 отклоняющее средство 19 прикреплено к соплу 5, взаимодействуя с его внешней поверхностью 25 через соединение обычного типа (не показано), например, через резьбовое или байонетное соединение.
В варианте на фиг.5 и аналогично варианту на фиг.4 отклоняющее средство 19 прикреплено к соплу 5 у отверстия 7 с помощью соединения обычного типа (не показано), например, через резьбовое или байонетное соединение.
Направляющая насадка 24 может иметь различные формы и размеры как соответствующие типу жидких продуктов, проходящих через сопло 5, так и соответствующие типу и размерам заполняемого контейнера.
Таким образом обеспечивается взаимозаменяемость насадок 24, позволяющая быстро переналадить устройство 1 под конкретные нужды, что делает устройство 1 чрезвычайно гибким.
Итак, в широком смысле и со ссылками на прилагаемые чертежи и вышеприведенное описание, отклоняющее средство 19 выполнено в форме тела вращения, установленного соосно с соплом 5 и имеющего верхнюю поверхность 22 и нижнюю поверхность 23, которые наклонены вниз и сходятся к внешнему ободу 18.
1. Устройство для розлива жидких продуктов в разливочных машинах, содержащее сопло, установленное на, по существу, вертикальной оси и снабженное нижним выпускным отверстием и тарельчатым клапаном, выполненным с возможностью перемещения внутри сопла для открытия и закрытия выпускного отверстия для направления жидкого продукта в контейнер, имеющий соответствующее горлышко, расположенное в зоне заполнения под выпускным отверстием, и отклоняющее средство, установленное вблизи выпускного отверстия и предназначенное для отвода конденсата и/или частиц жидкого продукта и их слива вне зоны заполнения.
2. Устройство по п.1, в котором отклоняющее средство жестко связано с соплом.
3. Устройство по п.1, в котором отклоняющее средство содержит, по меньшей мере, одну трубчатую стенку, расположенную, по существу, соосно с соплом и образующую воронкообразный профиль от кромки выпускного отверстия до обода, расположенного вне зоны заполнения.
4. Устройство по п.3, в котором обод трубчатой стенки способен функционировать как сточный желоб для конденсата и/или частиц жидкого продукта.
5. Устройство по п.1, в котором отклоняющее средство выполнено в виде направляющей насадки.
6. Устройство по п.1, в котором отклоняющее средство выполнено в виде тела вращения, установленного соосно с соплом и имеющего верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, наклоненные вниз и сходящиеся к ободу.
7. Устройство по п.3 или 4, в котором трубчатая стенка установлена с возможностью снятия на сопле.
8. Устройство по п.6, в котором угол наклона нижней поверхности определен типом разливаемого жидкого продукта.
9. Устройство по п.6, в котором тело вращения образует съемную нижнюю часть сопла, выбираемую в зависимости от типа разливаемой жидкости.
